智慧工地管理平臺在建筑工程中應(yīng)用

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【摘要】以某工程為實例，基于項目管理需求分析，引出智慧工地管理平臺的應(yīng)用，將其劃分為五個子模塊：人員管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、綠色施工管理系統(tǒng)、BIM建造管理系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)。運用多類別傳感器、BIM技術(shù)、VR技術(shù)、計算機技術(shù)對工程全局進行統(tǒng)籌管理，實現(xiàn)了人員流動數(shù)據(jù)監(jiān)測、污染物監(jiān)測、物料管控、施工過程質(zhì)量管理及方案可行性分析。智慧工地是未來建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，塑造了綠色、精益、節(jié)約、高效、生態(tài)的智慧建造理念。

【關(guān)鍵詞】智慧工地；建筑工程；BIM技術(shù)；管理系統(tǒng)

1引言

智慧工地指運用信息化手段，結(jié)合計算機、BIM等技術(shù)對工程進行數(shù)字化管理，打造集信息協(xié)同、資源共享、智能生產(chǎn)、管理精細化于一體的管理模式。本文結(jié)合項目，對數(shù)據(jù)資料進行分析歸整，通過虛擬現(xiàn)實體驗、構(gòu)建可視化模型、預(yù)警監(jiān)測、全局監(jiān)控等方式，提高管理成效。

2工程概況

工程建筑面積172000m2，包含綜合樓、住宅樓，屬于工廠建筑群。項目工期緊，每棟建筑由不同施工隊伍承包，交叉工程多，質(zhì)量要求高。工程總施工人員數(shù)量多，高峰期場地人員超過600人。工人構(gòu)成較為復(fù)雜，基層工作者多由民工組成，安全意識薄弱。施工過程人流大，由于進出場審核繁瑣，存在人員滯停問題。

3項目管理需求性分析

3.1資源共享需求

項目工程量大、工期緊，各建筑與各工序分包，涉及單位眾多，工種交叉、工序交叉明顯。由于部分單位初次合作，協(xié)同作業(yè)難度大，工程呈現(xiàn)“信息溝通斷層”的現(xiàn)象。因此需創(chuàng)新協(xié)作方式，將工程項目借由信息系統(tǒng)管理，實現(xiàn)人員、物料、污染物等數(shù)據(jù)及時上傳，借助信息技術(shù)統(tǒng)稱分析，同時結(jié)合BIM建造管理系統(tǒng)，提高工程施工的前瞻性。

3.2管理模式創(chuàng)新需求

本項目對質(zhì)量要求較高，對施工技術(shù)與工序需求較高，在工期緊張的影響下，如何在確保工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上保證工程如期竣工是一大難題。傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代工程需求，在人員流動大、工序繁雜的前提下，需要引入一套可提高工程質(zhì)量與效率的管理系統(tǒng)。

3.3管理精細化需求

工程物料耗量、機械損毀率、工人執(zhí)行標(biāo)準及施工技術(shù)是工程管理的要點，管控效果越高，成本越低，才能以最低的成本建造最高質(zhì)量的建筑。所以，應(yīng)借由智慧平臺推動管理的精細化發(fā)展。

4智慧工地管理平臺在建筑工程中的應(yīng)用

本項目搭建智慧工地管理平臺，從工程全局考慮，將管理平臺劃分成五個要點模塊，包括：人員管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、綠色施工管理系統(tǒng)、BIM建造系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)?；诖耍蛟熘腔劢ㄖこ坦芾砟Ｊ?，實現(xiàn)工程管理的數(shù)字化、高效化、及時化與科技化發(fā)展。

4.1人員管理系統(tǒng)

項目管理部門嚴格執(zhí)行勞務(wù)實名制。①為新進施工班組建立個人檔案，檔案信息與公安部門連通，開通實名認證渠道，杜絕不法分子伺機闖入，避免施工隊伍給周邊治安帶來不良影響。②開通實名認證渠道，推行人臉識別、指紋認證、閘機通道等人員入場規(guī)范，將此類認證設(shè)備與人員管理系統(tǒng)連通，切實做到實時采集人員流動數(shù)據(jù)。③增設(shè)場區(qū)大屏幕，聯(lián)合手機APP及PC端設(shè)備及時反映勞務(wù)人員工作狀態(tài)，依照不同施工隊伍的責(zé)權(quán)統(tǒng)計用工數(shù)據(jù)，為項目部門優(yōu)化人員管理系統(tǒng)提供原始依據(jù)。④歸整項目初期到施工某階段項目總進出場人員數(shù)量，區(qū)分地域或民族信息、各單位用工量，為項目管理層分析勞動數(shù)據(jù)提供參考。人員管理系統(tǒng)需與安保制度相連，打造全封閉工程管理體系，工人嚴格執(zhí)行人臉識別、指紋識別進場或閘機刷卡進入。

4.2安全管理系統(tǒng)

施工場地建設(shè)了VR安全體驗館，讓工人沉浸式體驗了解安全施工的重要性。借助BIM技術(shù)與VR技術(shù)融合的方式，打造仿真建筑模型，包括違規(guī)施工的后果，具體包括：構(gòu)件高空坍落、機械違規(guī)操作損害、物體打擊、觸電事故、建筑局部坍塌等。建模盡可能囊括共性的安全事故與少發(fā)的安全事故，基于場景多元化打造真實感強烈的VR場景。與傳統(tǒng)安全教育的區(qū)別是，BIM技術(shù)與VR技術(shù)的融合等同于還原了安全事故現(xiàn)場，讓工人切身體會到違規(guī)操作與自身生命安全的聯(lián)系。本工程共安裝5臺塔吊，每臺塔吊配備吊重傳感器、傾角檢測器、防撞傳感器、幅度傳感器等，同時室內(nèi)配備全維度監(jiān)控系統(tǒng)。塔吊作業(yè)的各類信息歸總到安全管理系統(tǒng)中，管理人員可通過平臺查看塔吊運作數(shù)據(jù)，同時還可與舊數(shù)據(jù)比對分析，挖掘潛在風(fēng)險。安全管理系統(tǒng)依照不同塔吊參數(shù)差異性，形成特有預(yù)警機制，運行時一旦超重、超偏將觸發(fā)警報系統(tǒng)，確保作業(yè)人員生命安全。本工程總共安裝了10臺貨梯，貨梯旁設(shè)置人臉檢測裝置，可在工人進入貨梯前驗證，經(jīng)過驗證的人員方可使用貨梯，避免了非持證上崗人員濫用貨梯的問題。貨梯中安裝了檢測模塊，包含超載檢測、防墜檢測、限位檢測、防沖檢測，各模塊與無線通信裝置連接，讓貨梯的數(shù)據(jù)遠程傳輸至安全管理平臺。

4.3綠色施工管理系統(tǒng)

項目管理部門依照施工平面圖構(gòu)建全封閉裝配式?jīng)_孔圍擋，在頂部裝設(shè)噴淋系統(tǒng)，間隔1.5m設(shè)置霧化噴頭，同時在塔吊處安裝噴淋系統(tǒng)。施工場地四面裝設(shè)霧炮機。針對可能引發(fā)揚塵及噪聲的施工地點，設(shè)置在線監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)全天候運行，不定時收集與分析數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺，由平臺比對指標(biāo)。當(dāng)施工場地揚塵超過標(biāo)準后電子閥觸發(fā)噴淋及霧炮設(shè)備，達到降塵的效果。

4.4BIM建造管理系統(tǒng)

BIM建造管理系統(tǒng)主要借助BIM技術(shù)對工程不同施工階段的信息進行集成管理，達到過程管控、分析預(yù)測的效果。BIM技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢是多維建模，增強了工程的可視化與協(xié)調(diào)性，有助于形成設(shè)計、施工一體化的工程建設(shè)模式，可有效降低返工率與設(shè)計更改的幾率，是提高工程銜接度、節(jié)約施工成本的重要舉措。BIM建造平臺可實現(xiàn)預(yù)覽，顯示技術(shù)參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、安全限定參數(shù)，通過進度展示、工藝分析、工法優(yōu)化等方式將工程用到的成果集中體現(xiàn)在BIM軟件中。本項目采用SSGF高質(zhì)量建造體系，建筑主體運用鋁合金模板施工。依照施工圖紙對鋁合金模板進行優(yōu)化，通過BIM技術(shù)對建筑物各模塊進行建模，將預(yù)留孔洞在模型中顯示，有效防止遺漏。各模塊建模完成后采用合模處理，分析各模塊配合矛盾點，不合理的地方與設(shè)計部門溝通，經(jīng)由項目經(jīng)理、設(shè)計部門批準后對圖紙進行優(yōu)化更改。

4.5遠程監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)貫穿工程全局，實現(xiàn)全天候、全視角監(jiān)測。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安全管理系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、BIM建造系統(tǒng)、綠色施工系統(tǒng)連接，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，保障工程項目順利開展。監(jiān)控探頭設(shè)置在場地各角落，信息由視頻監(jiān)控系統(tǒng)匯總，同時下發(fā)到各個系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共用。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置圖示如表1。4.5.2環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。項目設(shè)置了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包含風(fēng)速監(jiān)測、風(fēng)向監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、灰塵監(jiān)測等，監(jiān)測系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)匯總到管理平臺，通過平臺設(shè)置各項預(yù)警閾值。

5結(jié)語

本文從信息化管理系統(tǒng)的角度闡釋了智慧工地構(gòu)建模塊及管理方式，打造了信息集成化管理平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、資源共用、溝通高效、施工合規(guī)。智慧平臺具有挖掘風(fēng)險、掌握目標(biāo)等優(yōu)勢，建筑企業(yè)需構(gòu)建數(shù)字化平臺，提高管理水平。

作者:李瑞平 杜瑞 單位:中建二局第一建筑工程有限公司